Primo chip nel cervello: si apre una nuova epoca?

Ne parliamo con un esperto di Intelligenza artificiale dell'Università di Cagliari

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Intelligenza artificiale

In questi giorni è arrivata la notizia del primo chip wireless impiantato nel cervello umano (Telepathy). A realizzarlo l’azienda Neuralink di Elon Musk. Si apre l’epoca dell’uomo cyborg?

Cerchiamo di capirne di più con Diego Reforgiato Recupero, docente presso il dipartimento di Matematica e Informatica dell’Università di Cagliari.

Professore, ci può spiegare come questa tecnologia può cambiare la qualità di vita di certi pazienti e quali sono i pazienti “elegibili”?

Le darò una risposta per lo short term e una risposta per il long term. Nello short term, vediamo intanto la categoria di pazienti su cui tale tecnologia verrà applicata (almeno all’inizio). Neuralink, la società in questione, sta applicando la tecnologia a pazienti affetti da tetraplegia, una paralisi che coinvolge tutti e quattro gli arti e il torso. Il beneficio che tale categoria di pazienti avrà sarà quello di poter dare comandi ad una interfaccia. A tali pazienti basterà solo pensare e la tecnologia dovrebbe tradurre l’attività neuronale del loro cervello in azioni che verranno compiute da una certa interfaccia collegata in wireless al chip incorporato nella testa di tali pazienti. Immagino che ci sarà una fase iniziale, ma rapida, in cui i pazienti faranno una sorta di calibrazione per capire come sia responsiva l’interfaccia. L’interfaccia può chiaramente essere poi collegata a qualsiasi dispositivo o computer e quindi il paziente dovrebbe poter essere messo nelle condizioni di fare tantissime operazioni e interagire con diversi dispositivi. Chiaramente, l’ambiente circostante dovrà essere connesso all’interfaccia motoria in qualche modo. Per esempio, se si vuole dare la possibilità di accendere una luce, ci dovrà essere una presa smart che sia collegata con l’interfaccia. La qualità di vita di tali pazienti può solo migliorare. Immaginate per esempio se Stephen Hawking ne fosse stato provvisto. Avrebbe potuto certamente parlare con più semplicità e perfino interagire con il mondo circostante. Immagino che anche altro tipo di pazienti possa beneficiarne, come i non vedenti, che riuscirebbero a comunicare in modo più rapido o come coloro che hanno perso arti ed hanno protesi artificiali e tecnologiche che riuscirebbero a muovere tramite chip (anche in questo caso le protesi dovranno essere collegate in wireless a un chip e dovranno essere elettroniche). Altro punto importante è relativo al costo del chip che dovrebbe aggirarsi tra i 2000 e i 3000 dollari, quindi non proibitivo per la maggior parte delle persone.

Nel long term, una volta che la tecnologia sarà stata migliorata, mi immagino un upgrade (inteso come estensione del proprio corpo, come oggi è in un certo senso lo smartphone) per ogni essere umano che potrà usare la mente per fare azioni con dispositivi connessi (il mondo circostante, per interagire con tale chip, dovrà sempre essere collegato e smart).

Come funziona questo dispositivo?

Il dispositivo in questione, che si chiama Telepathy, è un impianto di 64 fili, 1024 elettrodi e una batteria wireless. È fatto di cinque elementi: 1) una capsula esterna biocompatibile che contiene l’impianto e che viene installata nel cervello; 2) una batteria che può essere caricata dall’esterno; 3) i chip e la 4) parte di elettronica che traducono i segnali cerebrali e li trasmettono ai dispositivi; 5) 1024 elettrodi distribuiti sui 64 fili ultrasottili che vengono collegati al cervello.

Per impiantare fili di dimensioni microscopiche viene usato un robot con ottiche ultrasensibili e un ago più sottile di un capello per tessere i circuiti nel cervello. Telepathy traduce segnali cerebrali in azioni su un computer (prima l’ho chiamata interfaccia). Ancora non sappiamo effettivamente la reazione che avrà l’uomo e quanto sarà efficiente perché sull’uomo è stato impiantato per la prima volta il 29 gennaio 2024. Sugli animali ha dato esiti positivi. Una scimmia macao nel 2021 con un impianto simile installato ha giocato al videogioco PONG. Ma naturalmente l’uso che ne farebbe l’uomo è diverso e bisogna quindi aspettare.

Potrebbe in un futuro essere impiantato anche su soggetti sani?

Assolutamente sì. Oggi lo smart phone lo possiamo ormai considerare una estensione del nostro corpo. Senza di esso ci troviamo spaesati, mancanti di qualcosa. E non è solo per inviare messaggi o per le attività sociali che eseguiamo, ma anche per pagare bollette, spesa, controllare risultati, meteo, vedere che succede da qualche parte del mondo live o tramite una webcam, guardare un film e avere sempre risposte alle domande più variegate che la vita ci pone quotidianamente. Una evoluzione meno invasiva di un chip come Telepathy sarebbe sicuramente usato dai soggetti sani. Mentre scrivo questa risposta, immaginando di averne uno impiantato, avrei aperto una finestra di casa mia, controllato lo stato dell’asciugatrice (che magari mi compariva sullo schermo dello smart-phone) e spento la stufa che è accanto a me. Il tutto senza muovermi dalla mia posizione e senza distogliere l’attenzione da quello che sto scrivendo. C’è un film che ho visto diversi anni fa, Johnny Mnemonic, uscito nel 1995. In questo film ricordo persone che si facevano impiantare in testa una specie di hard disk dove poter avere maggiore memoria. Prima era fantascienza, oggi invece siamo all’inizio dell’era dei cyborg. Chiaramente parlo solo a livello tecnologico. Su tutti gli altri piani (per esempio su quello etico) ci sarebbero implicazioni non banali da affrontare.

A che punto è la ricerca e la tecnologia in questo campo in Italia e in Europa?

Per quello che riguarda la parte di informatica ed elettronica, non vedo particolarità che non si trovino in Europa. Per la parte medica e chirurgica non ho le conoscenze per valutare, ma documentandomi online vedo che le expertise neurologiche e chirurgiche le abbiamo anche in Europa. Insomma, oggi a livello di ricerca scientifica, non c’è molto divario tra USA e Europa. La differenza è che in USA hanno sempre avuto più risorse economiche. Per impiegare tali tecnologie, e quindi test di un certo tipo e su larga scala, servono aziende con molta capacità economica (che negli Stati Uniti non manca). Servono anche approvazioni da organi e regolamentazioni varie. Ricordo che l’FDA (U.S. Food and Drug Administration) aveva rigettato la prima istanza di Neuralink relativa alla richiesta di test del chip sugli umani ma poi venne approvata. Immagino che tali richieste siano molto costose e comunque seguono dei procedimenti non semplici, soprattutto in Europa.

Le aziende che lavorano in questo campo partono dalla seguente assunzione: ogni singola persona in ogni singolo momento ha un codice neurale incredibilmente diverso. Ma a un livello molto elevato, possiamo utilizzare l’intelligenza artificiale e le tecniche dei big data per trovare i linguaggi sottostanti.

Nell’Università di Cagliari lavoriamo moltissimo con Intelligenza Artificiale e tecniche di Big Data a vari livelli e in diversi dipartimenti. Siamo ormai abituati ad addestrare gli ultimi Large Language Models (LLMs) con immense moli di dati. Usare tali tecnologie per associare una reazione di un gruppo di neuroni ad un pattern e associare cosi una azione corrispondente oggi è fattibile. Ancora una volta, per fare un esempio, addestrare tali LLMs con una enorme mole di dati richiede l’uso di enormi data centers (costosi) che solo poche aziende (soprattutto americane) possono permettersi. 

Diego Reforgiato Recupero è Professore ordinario al dipartimento di Matematica e Informatica dell’Università degli Studi di Cagliari. È direttore e fondatore del laboratorio del Human-Robot-Interaction (http://hri.unica.it), co-direttore e fondatore del laboratorio di Artificial Intelligence and Big Data (http://aibd.unica.it), co-direttore del Semantic Web laboratory (http://swlab.unica.it/) e membro della Commissione brevetti e spin-off dell’Università. È coordinatore e co-fondatore del nuovo corso di laurea in Informatica applicata e Data analytics all’Università di Cagliari. Insegna Architettura degli elaboratori” al corso di laurea triennale in Informatica, Big Data e Deep learning and applications per il corso di laurea magistrale in informatica.

Diego Reforgiato Recupero